各向异性砂土剪切带角度的理论分析

针对平面应变条件下各向异性砂土剪切带角度的试验规律,采用传统的3种理论和分叉理论进行对比分析。将平面应变条件下剪切带角度的试验结果按照传统3种理论整理发现,尽管传统3种理论可以估算同种砂剪切带角度的极小、中间和极大值,但无法解释其各向异性规律。砂土在平面应变条件下破坏时会产生明显的剪切带,当剪切带方向和砂土沉积面方向接近时,会较早诱发剪切带的产生,使材料强度降低,造成了平面应变条件下各向异性强度规律明显不同于常规三轴条件下的试验规律,采用分叉理论结合各向异性模型则可以有效解释这个规律。随砂土沉积面角度的变化,模型可以从细观角度解释常规三轴条件下剪切带角度的单调变化的试验规律,结合分叉理论可以描述平面应变条件下其先减小然后增大的规律。通过几种理论对比分析表明,模型结合分叉理论不但能够描述多种应力状态下的平面应变和常规三轴应力条件下剪切带角度表现的不同规律,而且能够从细观角度解释其各向异性成因。     

振动时效机理及其对疲劳寿命的影响分析

运用细观力学的方法分析位错及其塞积群的应力场,在此基础上研究外力作用下塞积的开通与残余应力释放的关系,得出了使内部残余应力得到宏观释放的激振动应力条件为残余应力和激振动应力之和应大于材料的屈服应力。同时从微观角度揭示了振动时效时,工件内部位错密度增大、位错分布更趋均匀的过程,并得出适当的振动应力可以使工件的疲劳寿命提高的结论。最后用实验验证了振动对位错的影响。     

基于二维离散元法的橡胶颗粒沥青混合料降噪特性分析

为深入挖掘橡胶颗粒沥青混合料减振降噪的细观力学性能,采用离散元法,研究了正弦荷载下橡胶颗粒沥青混合料的局部受力变形特性,此外,从能量角度分析了橡胶颗粒的含量、空隙率和材料摩擦系数对沥青混合料减振降噪特性的影响。结果表明,橡胶颗粒的掺入为滑移及振动响应提供了有利条件,促进了外力做功向颗粒单元间摩擦滑动耗能和阻尼耗能的转化,当橡胶颗粒掺量为3%时对混合料内部颗粒阻尼的总能量消耗更为显著;空隙率为3%、4%、5%和6%时,随着空隙率增大,摩擦滑动耗能和阻尼耗能增大;摩擦系数分为0.5、0.6、0.7和0.8时,摩擦系数越小摩擦滑动耗能越大,但摩擦系数变化对阻尼耗能影响较小。     

一例鱼类非缺氧性“泛池”的急救

2008年1月5日上午9时,笔者接到一养鱼农户电话,称自己鱼塘"泛池",要求前往急救。笔者便带着增氧剂前往,到现场以后,未仔细观察,就施入"增氧剂"。施入后大约1小时,未见鱼浮头症状消失。仔细观察:这个"泛池"与缺氧性浮头有明显区别。表现     

混凝土拉压强度尺寸效应的细观非均质机理

为了从材料细观非均质角度揭示混凝土强度尺寸效应机理,建立了混凝土细观单元等效非均质力学模型,开展了立方体抗拉、抗压强度尺寸效应细观数值模拟研究。研究结果表明：混凝土强度尺寸效应根源于材料细观非均质性,随着模型尺寸的增加,混凝土材料细观单元弹性模量变异系数增大,材料细观非均质性增强,大尺寸模型内部存在更多的低强度单元或缺陷,导致混凝土立方体抗拉、抗压强度降低,极限应变减小,脆性增大;混凝土损伤破坏由少量集中区域,发散扩展形成多条非贯通的裂纹带;数值模拟结果与尺寸效应实验数据相吻合。     

单板层积材热效应的表征

单板层积材具有强度性能变异系数小、抗蠕变和阻燃性能好的优点,但也存在一些缺点,如单板层积材使用过程中遇到的分层开裂等.该文针对其缺点,做了关于单板层积材热效应表征的理论分析和推导.设定单板层积材主要由铺层和界面组成,根据复合材料细观力学理论及胶层和单板的弹性力学性质,采用材料力学分析方法推导出铺层纵向、横向热膨胀系数,单板和胶层热应力,及界面纵向、横向热膨胀系数.为单板层积材的实际生产使用提供一定的依据.     

改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理

现有研究表明筒仓卸粮成拱和粮食的内外摩擦密切相关,但现行相关离散元模拟采用单一圆形颗粒,模拟粮食的真实接触面积要小很多,不能客观反映卸粮过程粮食的摩擦情况,也较难还原卸粮成拱现象的细观动态过程。该文针对离散元模拟中圆形颗粒的内摩擦力小于真实粮食内摩擦力的缺陷,在已有PFC离散元程序基础上,添加了黏度系数较大的微型颗粒模拟粉尘,建立了一种改进颗粒组构力学模型,采用几何方法判断圆形颗粒间的接触情况,推导出基本单元间力-位移关系。基于典型事故案例和室内试验成果,采用建立的颗粒组构力学模型模拟了卸粮成拱动态过程中圆形大颗粒间以及圆形小颗粒与仓壁之间的力-位移关系。研究表明在卸粮过程中,切应力在剪切位移达到0.3 mm的过程中,迅速提高,达到最大值切应力的60%,所得的切应力位移图与其应力特征曲线与试验成果基本吻合。以试验结果曲线各点值为标准值,改进后模拟结果曲线值的标准差相比改进前减小37%,说明曲线相似度更高,利用该模型可更加客观反映筒仓卸粮成拱的动态细观机理。该文提出的改进颗粒组构力学模型,不仅可用于模拟卸粮成拱机理模拟,而且对于模拟散颗粒流动特性、散体-仓壁相互作用机理都具有一定借鉴意义。     

果蔬压缩力学性质与细观结构变位的动态响应

研究果蔬的压缩力学性质可为果蔬加工、运输、检测包装等生产环节提供设计参数及工艺优化依据。为此,以几种常见果蔬为研究对象,在INSTRON生物材料性能试验机上搭载了电子显微镜图像采集系统,在进行果蔬试样压缩力学性质试验测试的同时,对压缩变形过程进行了动态图像采集与分析,获得了果蔬的压缩强度极限、弹性模量等力学性质指标。同时,结合电子显微镜采集到的压缩过程果蔬细观结构变形图像,通过观察压缩过程果蔬细胞的变形、微结构变位及渗水等情况,分析了果蔬材料的屈服强度、压缩强度及材料破坏与细观结构变位的关联,了解了果蔬压缩力学性质与压缩过程中细观结构变位的动态响应。     

竹材宏观微观力学性能试验与数值模拟

竹材是一种力学性能优异、可再生和环保的结构性材料,具有广阔的工程应用前景.准确掌握竹材各组分的力学性能参数对于竹材的工程应用具有重要意义.结合细观力学和材料力学方法得到了一种确定竹材纤维和基体材料力学性能参数的计算方法:首先通过竹材试件的准静态压缩、拉伸和弯曲试验,获得了竹材在不同加载条件下的宏观力学性能;然后结合细观...     

果蔬生物力学性质的研究进展及应用

果蔬生物力学性质的研究为果蔬机械加工装备、生产系统的设计、工艺过程的检测与控制提供更为科学、全面的理论基础和技术手段,其研究成果的应用对提高农业作业装备的设计水平具有重要作用。综述果蔬物料的常规力学性质、细观组织力学性质、流变力学特性和碰撞机械损伤力学特性的研究进展及应用。